JP2000054161A - 成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで効率的に製造できる、成形性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 Ｆｅ：７〜１５重量％含有し、表面の平
均結晶粒径が５μｍ以下である合金化溶融亜鉛めっき層
の上に、Ｚｎ量が１００〜１０００ｍｇ／ｍ² である酸
化亜鉛と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の１種または２種以上
を合計で１０〜１０００ｍｇ／ｍ² とを含有する表面皮
膜を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板。この鋼板は、有
効Ａｌ濃度が０．０８０〜０．２０重量％の溶融亜鉛め
っき浴を用いてめっきし、めっき付着量調整後、２０〜
７０℃／秒の加熱速度で４９０℃〜５５０℃に加熱して
合金化処理し、その上にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の１種以
上と酸化亜鉛とを含有する表面皮膜を備えさせることで
製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車車体部品等
のプレス加工が施される用途に好適な、加工時の耐めっ
き剥離性の良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家電、建材、及び自動車の産業分
野においては溶融亜鉛めっき鋼板が大量に使用されてい
るが、とりわけ経済性、防錆機能、塗装後の性能が優れ
ている合金化溶融亜鉛めっき鋼板が広く用いられてい
る。合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板
を合金化処理温度に加熱し、Ｚｎめっき層をＦｅ−Ｚｎ
合金化して製造される。めっき層は Ｆｅ−Ｚｎ金属間
化合物よりなり、その平均のＦｅ含有量は通常８〜１２
重量％である。

【０００３】合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形性
（以下、単に「成形性」とも記す）は、めっき層を有さ
ない鋼板に比較して劣るとされている。それは表面のめ
っき層が成形時の鋼板の変形を妨げるのが原因とされて
いる。また、プレス加工時に、パウダリング（めっき層
が粉末状に剥離する不良現象）やフレーキング（プレス
加工に際してめっき層が薄片状になって剥離する不良現
象）が発生するとめっき表面での摺動性が悪くなり鋼板
のダイス孔への流入抵抗が増すことも成形性が損なわれ
る原因となる。

【０００４】特開平４−２０２７８６号公報および特開
平４−２０２７８７号公報には、亜鉛系めっき鋼板、特
に合金化溶融亜鉛めっき鋼板の上に複数のＦｅ系合金電
気めっき層を設け、表面の物性を変化させることによっ
て、成形時に生じ易いめっき層の亀裂発生を防止し、電
着塗装性と成形性を向上させる技術が開示されている。
しかしながらここに開示されている技術では、溶融めっ
き層の上に多層の電気めっき層を設ける必要があるため
に製造コストが高くなり生産性も阻害されるという問題
があった。

【０００５】特開平８−１５８０６６号公報には、めっ
き層の上にＦｅ−Ｎｉ−Ｏ系の酸化物皮膜を表面に有す
る、プレス成形性、溶接性、接着性および化成処理性に
優れた亜鉛系めっき鋼板が開示されている。この方法は
上記の金属元素を１０〜１５００ｍｇ／ｍ² と酸素を
０．５〜３０％含有する酸化物で構成される皮膜をめっ
き層表面に備えるものである。しかしながらここに開示
されている鋼板においても成形性の改善効果は十分では
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の成形性を冷間圧延鋼板並に改善するにはめっき層
の表面に厚い金属めっきを施すのが有効である。本発明
者らの研究によれば、金属めっき皮膜の付着量が２００
０ｍｇ／ｍ² 以上であれば冷間圧延鋼板にほぼ近いレベ
ルまで成形性を向上させることができる。金属めっき皮
膜の付着量が２０００ｍｇ／ｍ² よりも少なくなると成
形性改善効果が少なくなり、１００ｍｇ／ｍ² 未満では
殆ど効果がなくなり、金属めっき皮膜を備えない合金化
溶融亜鉛めっき鋼板と同等レベルにまで低下することが
判明した。しかしながら２０００ｍｇ／ｍ² 以上の厚い
金属めっきを生産性良くしかも経済的に施すのは容易で
はない。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
低コストで効率的に製造できる、成形性に優れた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の成形性を母材鋼板（例えば、焼鈍済
みの冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板など）並に改善するに
は、プレス成形する際のめっき層表面での金型との摺動
性が大きく影響していることに着目し、めっき層表面の
摺動性を改善する方法について鋭意研究を重ねた結果、
以下のような知見を得た。

【０００９】ａ．合金化溶融亜鉛めっきの表面形状は、
めっき層表面のＦｅ−Ｚｎ結晶粒の平均結晶粒径を５μ
ｍ以下とすることで摺動性が改善される。めっき層表面
の結晶粒が微細になることでめっき層表面が滑らかにな
り、プレス加工される際のめっき層表面と金型との接触
が緊密になるなどの作用により、プレス時に使用される
潤滑油などによる潤滑効果が改善されるためと推測され
る。

【００１０】ｂ．めっき層の摺動性を向上させるために
はその表面を潤滑油の保持性が優れる表面状態にするの
がよい。合金化溶融亜鉛めっき層表面においては、酸化
亜鉛をめっき層表面に備えるものが好適である。酸化亜
鉛は親油性を有しており、プレス時に鋼板と金型との界
面に潤滑油を保持する作用があるものと考えられる。合
金化溶融亜鉛めっき層表面には、合金化処理時の高温加
熱に伴い、一般的に、付着量がＺｎ含有量として２０〜
６０ｍｇ／ｍ² の酸化皮膜が自然発生的に存在してい
る。しかしながら摺動性を向上させるには上記付着量で
は不足であり、さらに多くの酸化亜鉛を備えているもの
がよい。

【００１１】ｃ．めっき層が金型に対して相対的に軟質
である場合には両者間での摺動抵抗が大きくなり、めっ
き層のフレーキングが発生しやすくなるとともに成形性
が損なわれる。

【００１２】前述の酸化亜鉛に加えて、めっき層表面に
硬質な金属を備えたものはめっき層の摺動性が更に良好
である。この金属の付着量は比較的少量でよく、金属と
酸化亜鉛が最表面に共存（混在）した状態のものがよ
い。金属としては、作業の容易さからＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
の内の１種または２種以上が好適である。

【００１３】ｄ．金属イオンを含有した溶液による電気
めっき法、置換めっき法などの方法によりめっき層を処
理すると、金属元素は、電気伝導度が小さく、また、金
属イオン溶解のしにくい酸化皮膜上には析出せず、酸化
亜鉛皮膜の欠陥部分（酸化皮膜に生じるピンホールや酸
化皮膜の薄い部分等）に析出する傾向を有する。このた
め、上記の方法により処理すれば、金属と酸化亜鉛が共
存（混在）した皮膜を備えさせることができる。これに
より、適度の摺動性とプレス成形性とを兼ね備えためっ
き鋼板を得ることができる。

【００１４】本発明はこれらの新たに得られた知見を基
にして完成されたものであり、その要旨は下記の（１）
に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板、または、（２）に
記載のその製造方法にある。

【００１５】（１）Ｆｅを７〜１５重量％含有し、表面
の平均結晶粒径が５μｍ以下である合金化溶融亜鉛めっ
き層の上に、Ｚｎ量が１００〜１０００ｍｇ／ｍ² であ
る酸化亜鉛と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の１種または２種
以上を合計で１０〜１０００ｍｇ／ｍ² とを含有する表
面皮膜を有することを特徴とする成形性に優れた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板。

【００１６】（２）母材鋼板に有効Ａｌ濃度が０．０８
０〜０．２０重量％である溶融亜鉛めっき浴を用いてめ
っきし、めっき付着量を調整し、２０〜７０℃／秒の加
熱速度で４９０℃〜５５０℃に加熱して合金化処理した
後、陽極酸化および／または酸化性雰囲気ガス中での保
持によりＺｎ量が１００〜１０００ｍｇ／ｍ² である酸
化亜鉛をめっき層表面に備えさせる処理と、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉの内の１種または２種以上の金属イオンを含有
する溶液を用いて該金属元素を合計で１０〜１０００ｍ
ｇ／ｍ² 付着させる処理とを施すことを特徴とする上記
（１）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施に際し、その形態や
条件の範囲およびそれを設定した理由について以下に述
べる。

【００１８】溶融めっきの母材は、冷延鋼板が好ましい
が、表面の酸化皮膜を除去した熱延鋼板でも構わない。
製造設備は一般に使用されるものであり、アルカリ溶液
などによる脱脂を行った後、還元焼鈍し、溶融めっきし
た後、合金化処理を施して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
製造する。

【００１９】めっき層の化学組成は、Ｆｅを７〜１５重
量％含有し、残部は実質的にＺｎよりなる。めっき層中
のＦｅ含有量が１５重量％を超えると、パウダリング性
が著しく劣化するので良くない。好ましくは１３重量％
以下である。Ｆｅ含有量が７重量％未満では表層にη−
Ｚｎが残存することが多くなり、以降の塗装性、溶接性
が不良となり良くない。

【００２０】合金化溶融亜鉛めっき層の表層部のＦｅ−
Ｚｎ合金層の平均結晶粒径が５μｍを超えるとめっき層
と金型との間の摩擦抵抗が増し、めっき層表面に後述の
酸化亜鉛皮膜を備えさせても耐フレーキング性に対する
改善効果が発揮されない。このため表面の平均結晶粒径
は５μｍ以下とする。平均結晶粒径は小さいほど好まし
い。通常の手段でも平均結晶粒径を０．５μｍ程度にま
で小さくすることは可能である。

【００２１】本発明におけるめっき層表層部の平均結晶
粒径は、表層のＦｅ−Ｚｎ合金が搬送用のロールへの接
触などにより機械的に押しつぶされていない部分を走査
型電子顕微鏡で１０００倍以上の倍率で観察し、画像処
理してそれぞれの結晶粒径を面積が等価な円として換算
した場合に直径と仮定して算出した平均値である。

【００２２】上述の合金化溶融亜鉛めっき層の上には、
Ｚｎ量が１００〜１０００ｍｇ／ｍ² である酸化亜鉛
と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の１種または２種以上を合計
で１０〜１０００ｍｇ／ｍ² とを含有する皮膜を備え
る。

【００２３】酸化亜鉛には、潤滑油との親和性が高く、
単位面積当たりの油付着量を増し摺動面での油膜切れを
生じ難くする作用がある。表面酸化のＺｎ量が１００ｍ
ｇ／ｍ² に満たない場合には上記の作用が不十分であ
り、めっき鋼板の成形性が改善されない。このため、酸
化亜鉛の付着量はＺｎ量で１００ｍｇ／ｍ² 以上とす
る。好ましくは２００ｍｇ／ｍ² 以上である。

【００２４】酸化亜鉛の付着量がＺｎで１０００ｍｇ／
ｍ² を超えると摺動性を改善する効果が飽和する。ま
た、経済的な手段では１０００ｍｇ／ｍ² を超えるよう
な大量の酸化物を表面に備えさせることは困難であるの
で、酸化亜鉛はＺｎ量で１０００ｍｇ／ｍ² 以下とす
る。好ましくは５００ｍｇ／ｍ² 以下である。

【００２５】酸化亜鉛と混在させる金属の種類をＦｅ、
Ｃｏ、Ｎｉの内の１種または２種以上に限定するのは、
これらの金属が摺動性を改善する効果に優れることと、
酸化皮膜上に付着させるのが容易な金属であるからであ
る。これらの金属の付着量が（２種以上である場合には
その合計で）１０ｍｇ／ｍ² に満たない場合には、金型
との金属接触が生じた際の摺動性を改善することができ
ない。好ましくは２００ｍｇ／ｍ² 以上とするのがよ
い。

【００２６】これらの金属の付着量が１０００ｍｇ／ｍ
² を超えると、金属が酸化亜鉛を覆い尽くし、表面に共
存する酸化亜鉛が少なくなり、保油性が不足して成形性
の改善が不十分となる。これを避けるために金属の付着
量は１０００ｍｇ／ｍ² 以下とする。好ましくは７００
ｍｇ／ｍ² 以下である。

【００２７】酸化亜鉛中のＺｎ含有量は、測定用試料を
３重量％以上の重クロム酸アンモニウム溶液とアンモニ
ア水溶液の混合水溶液でｐＨ１０以上の溶液中に、溶出
したＺｎ酸化物をＺｎ量として検出測定した値を酸化亜
鉛中のＺｎ量として規定する。上記混合溶液ではクロム
酸イオンが亜鉛金属に対するインヒビターとして作用す
るのでＺｎは溶解しない。Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属元
素はアルカリ性溶液では溶解しないので、表面に存在す
る酸化亜鉛のみを選択的に溶解させることができる。

【００２８】酸化亜鉛の形態はＺｎＯ、ＺｎＯ化合物、
Ｚｎ（ＯＨ）₂ 、Ｚｎ（ＯＨ）₂ 化合物など表面には多
種存在するが、重クロム酸アンモニウム溶液のアンモニ
ア水溶液中にはすべて溶解する。これらの酸化物および
水酸化物はいずれも保油性があるものと考えるため、酸
化物に含有されているＺｎ量にて、酸化亜鉛量を規定す
るものである。

【００２９】本発明の鋼板は以下に述べる方法で効率的
に製造できる。母材鋼板をアルカリ脱脂した後、十分な
還元雰囲気中で６００℃以上に加熱しする還元加熱を施
す。母材が冷間圧延ままの未焼鈍材であるために焼鈍を
必要とする場合には再結晶温度以上に加熱して還元焼鈍
を施す。

【００３０】還元加熱（または還元焼鈍）時の雰囲気の
露点は、−６０〜−２０℃の範囲にするのがよい。さら
には、水素濃度が６〜１２体積％、残部が窒素である雰
囲気の場合には、露点を−４０〜−２０℃の範囲に保持
することが好ましい。還元加熱（または還元焼鈍）後に
はめっき浴温度近傍の温度に冷却し、めっき浴に浸漬
し、引き上げてガスワイピング等の方法で付着量を調整
した後、合金化処理する。

【００３１】溶融めっき浴に含有されるＡｌは、溶融め
っき時の界面での合金化を抑制する作用がある。めっき
浴のＡｌ含有量は、有効Ａｌ（全Ａｌ重量％−全Ｆｅ重
量％）として、０．０８０重量％以上とするのが好まし
い。

【００３２】合金化反応の初期に生成する合金相である
ζ相（ＦｅＺｎ₁₃）が安定であるため、有効Ａｌが０．
０８０重量％に満たない場合には、初期に形成されたζ
相が粗大に成長し、その形態が表面に残存するので、表
層のＦｅ−Ｚｎ合金の平均結晶粒径を小さくすることが
困難である。めっき浴の有効Ａｌ濃度は０．２０重量％
を上限とするのがよい。０．２０重量％を超えてＡｌ濃
度を高めると、合金化が遅延し、生産性が低下するおそ
れがある。

【００３３】合金化処理する条件を制御することによ
り、表面のＦｅ−Ｚｎ合金の平均結晶粒径を５μｍ以下
とする。これは、めっき付着量を調整した後、めっき浴
温度よりもやや低温になった鋼板を、４９０℃〜５５０
℃、より好ましくは５００℃〜５３０℃の合金化処理温
度領域に急速加熱し、保持時間を調整して皮膜のＦｅ含
有量を７〜１５重量％にする。合金化処理温度への加熱
速度は２０℃／秒以上、より好ましくは３０℃／秒以上
で、７０℃／秒以下の範囲で行うのが良い。

【００３４】しかしながら、めっき層表面のＦｅ−Ｚｎ
合金の平均結晶粒径を小さくする方法は上述の方法に限
定される必要はない。合金化時のＦｅ−Ｚｎ合金の核発
生頻度を高めることに関しては、めっき前の母材表面を
酸化させたり（還元焼鈍時に還元鉄が生成され、反応性
が高くなる）、Ｆｅ系めっきやＮｉ系めっきなどの前処
理を母材に施し、Ｆｅ−Ｚｎ合金化反応の初期から表面
を活性化させておくことにより、合金化のヒートパター
ンを変化させることなく、表層Ｆｅ−Ｚｎ合金を細粒化
させることが可能である。

【００３５】めっき層表面に酸化亜鉛とＦｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉの内の１種以上の金属とを共存させる方法は、合金化
処理後のめっき層表面に酸化処理を施して所定量の酸化
亜鉛を付着させた後に上記金属を付着させる方法と、合
金化処理後のめっき層に所定量の上記金属を付着させた
後、表面に存在する亜鉛または酸化亜鉛をさらに酸化さ
せて酸化亜鉛量を所定の範囲にする方法があるがいずれ
の方法でも構わない。

【００３６】合金化が終了しためっき層の表面には酸化
亜鉛皮膜が自然発生的に生じている。酸化亜鉛量を更に
増して所定の範囲にするための酸化亜鉛処理方法として
は、鋼板をｐＨ４〜１０の溶液中で陽極酸化する方法が
容易であり好適である。鋼板を、水蒸気を飽和量含む窒
素ガス、酸素ガスなどの混合ガスからなる１００〜３５
０℃の酸化性ガス中で保持する処理などでも良い。

【００３７】合金化処理後または酸化亜鉛処理後の鋼板
に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の１種または２種以上を合計
で１０〜１０００ｍｇ／ｍ² 付着させる。これらの金属
の付着方法としては、ｐＨ２〜４程度の酸性溶液中にＦ
ｅイオン、Ｎｉイオン、Ｃｏイオンなどを溶解した液中
に２〜３０秒程度浸漬し、置換めっきする方法が、コス
ト的には有利である。

【００３８】しかしながら金属元素の付着方法は置換め
っき法に限定される必要はなく、ｐＨ２〜ｐＨ４程度
の、上記金属イオンを含有する酸性溶液等の処理液中で
電解処理して上記金属元素を酸化亜鉛が付着していない
部分や付着量が少ない部分などに電析させる電気めっき
方法など、任意の方法を用いることができる。付着量を
制御するには所定量の電気量を通電する電気めっき方法
が好ましい。

【００３９】本発明では、酸化亜鉛皮膜内に生じている
ピンホールや、酸化亜鉛皮膜が薄い部分に金属元素が析
出するので、金属皮膜と酸化亜鉛皮膜が混在して共存す
る表面皮膜が得られる。共存状態は皮膜発生条件を調整
することで可能である。

【００４０】本発明の方法では、上述したように、合金
化処理しためっき層表面に所定量の金属を付着させ、そ
の後にあらためて酸化亜鉛被覆処理してもよい。この場
合の酸化皮膜処理方法は前述のと同様の方法で良い。こ
れにより、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の金属は酸化されないで
亜鉛が選択的に酸化されて酸化亜鉛量を所定の範囲にす
ることができる。

【００４１】本発明の鋼板の母材となる合金化溶融亜鉛
めっき鋼板は、公知の一般的な、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板製造設備を使用することにより容易に製造できる。
誘導加熱方式の合金化炉を備えた設備を用いればさらに
容易である。

【００４２】

【実施例】厚さが０．７５ｍｍの極低炭素鋼を素材とす
る冷間圧延鋼板に、溶融めっきシミュレータにより、付
着量が３０〜７０ｇ／ｍ² の溶融亜鉛めっきを施した。
めっき浴の有効Ａｌ濃度は０．１２重量％であった。こ
の亜鉛めっき鋼板を誘導加熱方式により、加熱速度を１
０〜１００℃／秒まで変化させて４８０℃〜５５０℃に
加熱し、保持時間を５〜４０秒間とし、めっき層のＦｅ
含有量が７〜１５重量％、表面のＦｅ−Ｚｎ合金の平均
結晶粒径が１〜１０μｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
得た。合金化処理後の冷却過程の鋼板温度が１００〜３
５０℃の間に、水蒸気を飽和させた大気中での酸化処理
を施して酸化亜鉛の付着量を種々の値に調整した。得ら
れた鋼板の平均結晶粒径は、測定個所２０以上のめっき
層表面を観察し、倍率２０００倍で写真を撮影し、画像
処理してそれぞれの結晶粒径を面積が等価な円として換
算した直径の平均値として求めた。

【００４３】これらの鋼板表面に、めっき浴組成がＦｅ
イオン、ＮｉイオンおよびＣｏイオンの内の１種以上を
１０〜１００ｇ／リットル含有し、ｐＨ２〜ｐＨ４、温度が
５０℃である硫酸浴中で、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ²
の条件で電気めっきし、付着量が片面当たり１００〜２
０００ｍｇ／ｍ² のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの１種以上の金属
を付着させた。

【００４４】上記と同一の化学組成およびめっき層を有
する合金化溶融亜鉛めっき鋼板試料を、硫酸溶液中にＮ
ｉ、Ｆｅ、Ｃｏの硫酸塩を溶解した置換めっき浴中に１
〜３０秒間浸漬させる置換めっきを行い、金属元素を１
０００ｍｇ／ｍ² 以下の範囲で付着させた。

【００４５】これらの金属の付着量は以下の方法で測定
した。ＮｉおよびＣｏは塩酸酸性溶液中でめっき層と共
に溶解して溶液分析によって測定し、Ｆｅは付着処理を
おこなう前後での鋼板の重量変化を測定する重量法によ
って測定した。

【００４６】金属に被覆されずに鋼板表面に露出してい
る酸化亜鉛のＺｎ量は、重クロム酸アンモニウム含有ア
ンモニア水溶液中に、酸化亜鉛を溶解し、Ｚｎとして検
出した。

【００４７】得られた鋼板の摺動性を以下の方法で評価
した。図１は溝型に鋼板を曲げ成形する際の成形力から
鋼板の摩擦係数を評価する摺動性評価装置の概念を示す
斜視図である。この装置により測定した摩擦係数により
鋼板の摺動性を評価した。試験片１はしわ押さえビード
４からの力を受けてダイス面２に押し付けられている。
押し金具５の形状は直方体状である。押し金具５の下降
に伴って試験片１はダイス面２としわ押さえビード４と
の間で摺動しつつ平行な溝状の開口部であるダイス溝３
に引き込まれる。試験片の摺動性に応じて押し金具５の
圧入力が変化するので、圧入力としわ押さえ荷重との関
係から試験片の摩擦係数を測定することができる。

【００４８】試験片１の寸法は幅３０ｍｍ、長さ２７０
ｍｍとし、ビードの断面寸法は半径５ｍｍの半円形とし
た。ダイス面２、しわ押さえビード４および押し金具５
の表面は、６００＃の研磨紙で研磨したものを用い、試
験片１の両面には潤滑剤として防錆油を片面あたり、
２．５ｇ／ｍ² 塗布し、押し金具３の圧入速度は６０ｍ
ｍ／分とした。しわ押さえ荷重は、７５０、１０００、
１２５０、１５００ｋｇｆの４条件とし、それぞれの場
合の押し金具５の圧入力の最大値を求め、しわ押さえ荷
重の増分（ｄＰ）と押し金具圧入力の最大荷重の増分
（ｄＦ）とから、摩擦係数（μ）をμ＝ｄＦ／２ｄＰな
る式により計算して求め、μの値にしたがって摺動性を
下記の基準で評価した。

【００４９】◎：μが０．２４以下（極めて良好）、 ○：０．２４超０．２８以下○（良好）、 △：０．２８超０．３２以下△（不良）、 ×：０．３２超（極めて不良）。 得られた鋼板の成形性は以下の方法で評価した。厚さ
０．７５ｍｍ、直径６０ｍｍφの試験片を外径３４ｍｍ
のポンチ、孔径３５．５ｍｍダイスを用いて円筒に成形
するカップ絞り試験を行い、しわ押さえ力（ＢＨＦ）を
変化させ、ワレ発生境界を調査した。工具研磨：研磨紙
＃６００で研磨、成形速度６０ｍｍ／分、市販の防錆油
を０．５ｇ／ｍ² 塗布した状態で、亀裂が発生する直前
のＢＨＦの値にて評価した。

【００５０】上記合金化溶融亜鉛めっき鋼板と同一の化
学組成を有する焼鈍済みの冷間圧延鋼板では、上記と同
様のカップ絞り試験をおこなった際のしわ押さえ力は３
５００Ｋｇｆであり、酸化亜鉛や金属付着処理をおこな
わない合金化溶融亜鉛めっきそのままの鋼板では、２０
００Ｋｇｆが境界であった。このため得られためっき鋼
板の成形性は以下の基準で評価した。

【００５１】３０００Ｋｇｆでワレ発生の生じないもの
・・・極めて良好（◎）、２５００以上３０００Ｋｇｆ
未満・・・良好（○）、２０００以上３０００Ｋｇｆ未
満・・・やや不良（△）、２０００Ｋｇｆ未満・・・不
良（×）。各種の試験結果を表１に示した。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１からわかるように、本発明の規定する
条件を満たしている試験番号１〜１５は、いずれも良好
な摺動性と成形性を示した。中でも好ましい範囲である
酸化亜鉛付着量が２００〜１０００ｍｇ／ｍ² 、金属付
着量が２００〜７００ｍｇ／ｍ² であった試験番号２、
３、５、９および１１〜１３は極めて良好であった。

【００５４】これに対し、めっき層表面の平均結晶粒径
が本発明の規定する範囲外であった試験番号２１および
２２、金属付着量が１０ｍｇ／ｍ² に満たなかった試験
番号２４および２８〜３０などはいずれの特性とも好ま
しくなかった。酸化亜鉛中の亜鉛量が本発明の規定する
範囲に満たなかった試験番号２５〜２７および３１〜３
４は成形性がよくなかった。なかでも、金属付着量とＺ
ｎ量が共に本発明の規定する下限よりも少なかった試験
番号２３は、特に良くなかった。

【００５５】

【発明の効果】本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、
滑らかなめっき層表面に金型との摺動抵抗が少なく潤滑
油の保持性に優れた表面皮膜を有するので、優れた摺動
性と成形性を兼ね備えている。また本発明の鋼板は、低
コストで効率的に製造できる。従って本発明の鋼板は自
動車車体用鋼板などの用途に極めて好適である

【図面の簡単な説明】

【図１】摺動性評価装置の概念を示す斜視図である。

【符号の説明】

１・・・試験片、２・・・ダイス面、３・・・ダイス
溝、４・・・しわ押さえビード、５・・・押し金具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 浩史 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 (72)発明者 広瀬 洋三 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA22 AB02 AB07 AB26 AB28 AB42 AC72 AC73 AC82 AE03 AE12 AE18 AE21 AE27 AE33 4K044 AA02 AB02 BA06 BA10 BA12 BB04 BC05 CA11 CA15 CA17 CA53 CA62 CA64

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅを７〜１５重量％含有し、表面の平
   均結晶粒径が５μｍ以下である合金化溶融亜鉛めっき層
   の上に、Ｚｎ量が１００〜１０００ｍｇ／ｍ² である酸
   化亜鉛と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の１種または２種以上
   を合計で１０〜１０００ｍｇ／ｍ² とを含有する表面皮
   膜を有することを特徴とする成形性に優れた合金化溶融
   亜鉛めっき鋼板。
2. 【請求項２】 母材鋼板に有効Ａｌ濃度が０．０８０〜
   ０．２０重量％である溶融亜鉛めっき浴を用いてめっき
   し、めっき付着量を調整し、２０〜７０℃／秒の加熱速
   度で４９０℃〜５５０℃に加熱して合金化処理した後、
   陽極酸化および／または酸化性雰囲気ガス中での保持に
   よりＺｎ量が１００〜１０００ｍｇ／ｍ² である酸化亜
   鉛をめっき層表面に備えさせる処理と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
   ｉの内の１種または２種以上の金属イオンを含有する溶
   液を用いて該金属元素を合計で１０〜１０００ｍｇ／ｍ
   ² 付着させる処理とを施すことを特徴とする請求項１に
   記載の成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
   方法。